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보호계전기

방향성 계전기

방향성 계전기

1. 방향성이란?

계전기는 두개의 물리량(예: 전압, 전류)의 벡터량으로 동작하는데, 상호간에 위상각으로 나타내는 특성을 위상특성이라고 한다.

1) 방향성

위상특성을 바라보고 동작하는 것으로 하나의 물리량을 기준으로 하여(일반적으로 전압) 어느 특정한 위상각의 입력에 대해서만 동작하고, 그 이외에는 동작하지 않는다.

→ 방향성 과전류 계전기(DOCR: 67)

→ 지락방향성 과전류 계전기(DOCGR: 67G)

→ Mho형 거리계전기(21)

→ 선택지락계전기(SGR)

2) 무방향성

전압, 전류가 정정치의 이상 또는 이하가 되면 동작하는 특성을 갖는 계전기

→ 과전류계전기(OCR: 51)

→ 부족전류계전기(UCR: 37)

→ 과전압계전기(OVR: 59)

→ 부족전압계전기(UVR: 27)

→ 지락과전압계전기(OVGR: 59G)

방향성 계전기

2. 방향성 계전기의 동작특성

방향성 계전기

선간전압을 기준하여 상전류의 방향을 판별하는 각 상마다 사용한다. 아래 그림은 90° 진전류 방식(AB선간 단락시 A상 동작범위)에 대한 예이다.

방향성 계전기

1) A상전류와 B-C상 선간전압을 입력하여 벡터적으로 보면 전압과 전류가 90°를 이루어 직각이 됨을 알 수가 있다.

2) 최대 감도각(MTA)은 극성전압(Reference)보다 대개 30°정도 앞서게 한다.

3) A-B 선간 단락시에 고장전류는 선간전압의 60~90°뒤진 전류이고, A상전류는 그림과 같은 범위의 위상이 된다.

방향성 계전기

※ 전압의 기억작용

방향요소는 전압을 기준으로 하여 단락전류의 방향을 판정하는 것이므로 전압이 있어야 한다. 그러나 계전기 가까이에서 완전단락이 발생한 경우라면 전압은 0이 되므로 동작할 수 없게 된다. 이러한 문제점 때문에 기억작용을 하여 2Hz 전후의 단시간 동안 회로의 주파수와 같은 주파수 감쇄진동을 일으켜 계전기를 동작시키는 방법을 쓰이는 경우가 있다. L-C공진회로를 사용하여 단락고장 발생이전의 정현파 이었던 것이 LC공진회로에 의해서 동일 주파수로 1~2Hz간 감쇄 진동하여 마치 고장전 전압값을 기억하고 있는 효과를 본다.

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